(57)【要約】  光学システム（１００）が、光路の周辺の単一のウインドウ（１０４）を通って検出器（１２８）へ光線を反射および屈折させる光学アセンブリを含む。視野切り替えアセンブリ（１０２）が、一対のダイバータミラー（１３４ａ、ｂ）を有し、光学アセンブリ（１０２）に移動可能に結合され、非バイパス位置とバイパス位置との間で選択的に移動可能であるマウントを有する。ダイバータミラー（１３４ａ、ｂ）は、非バイパス位置からバイパス位置に移動されるとき、光路を向け直すように、（いずれも単一のウインドウを通って）第１の視野をバイパスさせ、第２の視野を平行移動させる。ダイナミックシャッタが、非バイパス位置とバイパス位置との間で動かされるとき、第２のダイバータミラー（１３４ｂ）を遮蔽し、第２のダイバータミラー（１３４ｂ）を露出させる。リンク機構がオンボードモータによりマウントを回転させ、ねじりシャフトが衝撃力を吸収する。
2019537069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のウインドウと；
検出器と；
前記検出器へ光路を通って光線を反射および屈折させる光学アセンブリと；
視野切り替えアセンブリであって：
前記光学アセンブリに移動可能に結合されたマウントであって、非バイパス位置とバイパス位置との間で選択的に移動可能である、マウントと；
前記マウントに取り付けられた第１のダイバータミラーと；
前記マウントに取り付けられた第２のダイバータミラーと；を有し、
前記第１及び前記第２のダイバータミラーは、前記非バイパス位置から前記バイパス位置に移動されるとき、第１の視野をバイパスさせ、第２の視野を平行移動させ、それによって前記光路を前記検出器に向け直すように構成される、
視野切り替えアセンブリと；
を有し、
前記第１の視野と前記第２の視野の双方は、前記単一のウインドウを通っている、
光学システム。
【請求項２】
前記視野の一方は狭視野であり、他方は広視野である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１及び前記第２のダイバータミラーは、前記非バイパス位置にあるとき、前記光路をまたぐ、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１及び前記第２のダイバータミラーのうちの少なくとも１つは、前記バイパス位置にあるとき、前記第２の視野を平行移動させるように前記光路内に配置される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記マウントに移動可能に結合されたダイナミックシャッタをさら有し、前記ダイナミックシャッタは、前記非バイパス位置にあるとき、迷光線から前記第２のダイバータミラーの反射面を遮蔽し、前記バイパス位置にあるとき、前記反射面を露出させるように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ダイナミックシャッタは、前記第２のダイバータミラーに隣接して前記マウントに枢動可能に結合され、前記ダイナミックシャッタは、前記マウントが前記バイパス位置に動かされるとき、前記反射面から離れて自動的に回転し、前記マウントが前記非バイパス位置に動かされるとき、前記反射面を覆うよう前記反射面に向かって自動的に回転するようにさらに構成される、
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記視野切り替えアセンブリは支持構造をさらに有し、前記マウントは前記支持構造に枢動可能に結合され、前記視野切り替えアセンブリは、前記支持構造に取り付けられ、前記非バイパス位置と前記バイパス位置との間で前記マウントを作動させるように構成されるオンボードモータをさらに有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記視野切り替えアセンブリは、前記オンボードモータに動作可能に結合され、前記オンボードモータによって作動されるとき前記マウントを回転させるように構成されたねじりシャフトを有し、前記ねじりシャフトは、前記オンボードモータに作用する衝撃力を吸収し、したがって、前記マウントおよび取り付けられた前記ダイバータミラーの切り替え継続時間を最小にするために、最大出力能力での前記オンボードモータの動作を容易にする、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記視野切り替えアセンブリは、前記マウントに結合された方位角カムを有し、前記方位角カムは、前記マウント並びに前記第１及び前記第２のダイバータミラーの方位角調整のための偏心軸ボディを有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記視野切り替えアセンブリは、前記第２のダイバータミラーの仰角調整のために前記第２のダイバータミラーに動作可能に結合された偏心軸ボディを有する仰角カムを有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１および前記第２のダイバータミラーの反射面が、前記バイパス位置にあるとき、前記光路を垂直に平行移動させ、向け直された光路および前記検出器に対して前記光路を約１８０度向け直すように、配置される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記視野切り替えアセンブリは、前記バイパス位置と前記非バイパス位置との間でねじりシャフトにより前記マウントを回転させるように構成された４バーリンク駆動機構を有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記光学システムは、高倍率望遠鏡である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
視野切り替えアセンブリを用いて、両方とも単一のウインドウを通る、第１の視野と第２の視野との間の切り替えを容易にする方法であって：
光学システムの検出器への光線の平行移動を容易にするステップであって、光路が前記単一のウインドウを通る前記光線によって規定される、ステップと；
前記光路を向け直すように、前記光学システムの前記視野切り替えアセンブリを用いて、両方とも前記単一のウインドウを通る、前記第１の視野と前記第２の視野との間の切り替えを容易にするステップと；
を含む、
方法。
【請求項１５】
前記切り替えを容易にするステップは、前記視野切り替えアセンブリのマウントの移動を容易にするステップを含み、前記マウントは、前記マウントが非バイパス位置からバイパス位置に移動されるとき、前記光路を向け直すように前記光路内に配置される第１のダイバータミラー及び第２のダイバータミラーを有する、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記マウントが前記非バイパス位置にあるとき、ダイナミックシャッタにより前記光線から前記第２のダイバータミラーの反射面を遮蔽することを容易にするステップと、前記マウントが前記バイパス位置にあるとき、前記ダイナミックシャッタにより前記反射面を露出させることを容易にするステップとをさらに含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記マウントを前記非バイパス位置と前記バイパス位置との間で動かすとき、前記視野切り替えアセンブリのねじりシャフトによりオンボードモータによって働かせることが可能な衝撃力を吸収することを容易にするステップをさらに含み、前記ねじりシャフトは、前記マウントに回転可能に結合され、前記マウントを回転させるように前記オンボードモータによって駆動される、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記バイパス位置にあるとき、前記ダイバータミラーによる約１８０度の前記光路の向け直しを容易にするステップをさらに含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記非バイパス位置にあるとき、前記ダイバータミラーで前記光路をまたぐことを容易にするステップをさらに含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記切り替えを容易にするステップは、前記非バイパス位置と前記バイパス位置との間で前記マウントを枢動させるように前記視野切り替えアセンブリの４バーリンク駆動機構による前記マウントの作動を容易にするステップをさらに含む、
請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
例えば、検出および識別目的のために高感度狭視野望遠鏡を必要とする光学イメージングシステムの多くの用途がある。しかし、より高解像度のイメージングを達成するために、広い視野を追加的に取り込むこともしばしば望ましい。典型的には、視野の切り替えは、マウントなどの可動部品、（「ズーム」を提供するための）横方向可動レンズ、または視野スイッチなどの他の可動光学部品の使用を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
本発明の特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかであり、添付の図面と併せて本発明の特徴を例証する。
【０００３】
【図１Ａ】本開示の例による、非バイパス位置にある視野切り替えアセンブリを有する反射望遠鏡の構成要素を示す図である。
【０００４】
【図１Ｂ】本開示の例によるバイパス位置にある視野切り替えアセンブリを有する、図１Ａの反射望遠鏡の構成要素を示す図である。
【０００５】
【図２Ａ】本開示の例によるバイパス位置にある視野切り替えアセンブリの正面右等角図である。
【０００６】
【図２Ｂ】図２Ａの視野切り替えアセンブリの正面左等角図である。
【０００７】
【図２Ｃ】図２Ａの視野切り替えアセンブリの後方右等角図である。
【０００８】
【図３Ａ】非バイパス位置にある図２Ａの視野切り替えアセンブリの左側面図である。
【０００９】
【図３Ｂ】バイパス位置にある図２Ａの視野切り替えアセンブリの左側面図である。
【００１０】
【図３Ｃ】バイパス位置にある図２Ａの視野切り替えアセンブリの正面図である。
【００１１】
【図４Ａ】非バイパス位置にある図２Ａの視野切り替えアセンブリの右側断面図である。
【００１２】
【図４Ｂ】バイパス位置にある図２Ａの視野切り替えアセンブリの左側断面図である。
【００１３】
次に、図示された例示的な実施形態を参照し、特定の言語を本明細書において使用して、それらを記述する。それにもかかわらず、本発明の範囲の限定は、それによって意図されないことが理解されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書中で使用されるとき、用語「実質的に」は、完全なまたはほぼ完全な範囲または程度の動作、特性、性質、状態、構造、アイテムまたは結果を表す。例えば、「実質的に」囲まれた物体は、その物体が完全に囲まれているかまたはほぼ完全に囲まれていることを意味する。絶対的完全性からの逸脱の正確な許容可能な程度は、幾つかの場合において特定の文脈に依存する場合がある。しかし、一般的に言えば、完全に近いことは、絶対的かつ総合的な完全さが得られるかのように同じ全体的な結果を有するようなものである。「実質的に」の使用は、動作、特性、性質、状態、構造、アイテム、または結果の完全なまたはほぼ完全な欠如を表す否定的な意味で使用される場合にも等しく適用可能である。
【００１５】
本明細書で使用されるとき、「隣接」は、２つの構造または要素の近接を表す。特に、「隣接する」として特定される要素は、接するかまたは接続されるかの何れかであり得る。このような要素は、必ずしも互いに接触することなく、互いに近いかまたは近接していてもよい。近接性の正確な程度は、特定の状況に依存し得る。
【００１６】
技術的実施形態の最初の概要が以下に提供され、次いで、特定の技術的実施形態がさらに詳細に後述される。この最初の要約は、読者が技術をより迅速に理解するのを助けることを意図しているが、技術の主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、また、請求項に記載された主題の範囲を限定することを意図したものでもない。
【００１７】
一例において、単一のウインドウ（single window）から、システムの検出器（例えば、光線を受信し且つ光線に関連する信号を送信するためのカメラなどの検出器）へ光路を通って光線を反射および屈折させる光学アセンブリを含む光学システム（optical system）が提供される。光学システムは、光学アセンブリに移動可能に結合され、非バイパス（non-bypass）位置とバイパス（bypass）位置との間で選択的に移動可能であるマウントを有する視野切り替えアセンブリ（field-of-view switch assembly）を有することができる。視野切り替えアセンブリは、マウントに取り付けられた第１のダイバータミラー（diverter mirror）およびマウントに取り付けられた第２のダイバータミラーを有することができる。第１及び第２のダイバータミラーは、非バイパス位置からバイパス位置に移動されるとき、第１の視野を光学的に通過させ、第２の視野を反射／平行移動させる（reflect／translate）ように構成される。従って、視野切り替えアセンブリは、光路を検出器、例えばカメラに向け直す（redirect）ように構成される。第１の視野と第２の視野の双方は、光学システムの単一のウインドウを通っている。
【００１８】
いくつかの例では、視野の一方は狭視野であり、他方は広視野である。一例では、第１及び第２のダイバータミラーは、非バイパス位置にあるとき、光路をまたぐ（straddle）。一例では、第１及び第２のダイバータミラーのうちの少なくとも１つは、バイパス位置にあるとき、第２の視野を平行移動させるように光路内に配置される。一例では、第１及び第２のダイバータミラーの反射面は（バイパス位置にあるとき）、光路を垂直に平行移動させ且つ向け直された光路及び検出器に対して約１８０度光路を向け直すように配置される。
【００１９】
一例では、光学システムは、マウントに移動可能に結合されたダイナミックシャッタ（dynamic shutter）をさらに含む。ダイナミックシャッタは、非バイパス位置にあるとき、迷光線を作ることから第２のダイバータミラーの反射面を遮蔽することができ、ダイナミックシャッタは、バイパス位置にあるとき、（光路を向け直すように）反射面を露出させることができる。
【００２０】
一例では、視野切り替えアセンブリは、マウントが枢動可能に（pivotally）に結合される支持構造をさらに有する。オンボード（on-board）モータが、支持構造体に取り付けられることができ、非バイパス位置とバイパス位置との間でマウントを作動させるように構成されることができる。ねじりシャフトが、オンボードモータに動作可能に結合され、オンボードモータによって作動されるとき、マウントを回転させるように構成され得る。従って、ねじりシャフトは、オンボードモータに作用する衝撃力を吸収し、これにより、マウントおよび取り付けられたダイバータミラーの切り替え継続時間（switching duration times）を最小にするために、最大出力能力でのオンボードモータの動作を容易にすることができる。
【００２１】
一例では、視野切り替えアセンブリを用いて、両方とも単一のウインドウを通る、第１の視野と第２の視野との間の切り替えを容易にする方法が提供される。本方法は、光学システムの検出器（例えば、カメラ）への光線の平行移動を容易にすることを含むことができ、光路は、単一のウインドウを通る光線によって規定される。この方法は、光路を向け直すように、光学システムの視野切り替えアセンブリを用いて、第１の視野と第２の視野との間の切り替えを容易にすることを含むことができる。
【００２２】
図１Ａは、通常の非バイパス位置（第１の位置）Ｎにある視野切り替えアセンブリ１０２を有する光学システム１００（例えば、反射望遠鏡）を示す図であり、図１Ｂは、バイパス位置（第２の位置）Ｂにある視野切り替えアセンブリ１０２を有する光学システム１００を示す図である。光学システム１００は、単一のウインドウ１０４、湾曲した一次ミラー１０６、湾曲した二次ミラー１１２、第１の平面ミラー１１４、第２の平面ミラー１１６、湾曲した三次ミラー１１８、およびカメラ１２８を含む。一例では、これらのミラーは、高倍率望遠鏡の前部光学アセンブリ（fore optics assembly）の一部であることができる。この望遠鏡は三つの拡大ミラーと二つの平面ミラーを使用するが、２、４または５つの拡大ミラーと任意の数の平面ミラーを使用する他の望遠鏡形態がこのバイパス方法を使用することができる。
【００２３】
図１Ａを引き続き参照すると、物体（図示せず）からの入射ビーム（すなわち、光）１３２ａおよび１３２ｂは、単一の開口部またはウインドウ１０４を通過することができ、（視野切り替えアセンブリ１０２が、通常の非バイパス位置（または第１の位置）Ｎにあるように示されているので）狭視野１３０ａと関連付けられる。ビーム１３２ａおよび１３２ｂは、一次ミラー１０６に当たるかまたは入射するようにされることができる。言い換えると、一次ミラー１０６は、ビーム１３２ａおよび１３２ｂをそれぞれ受け取るために、ウインドウ１０４に対して位置することできる。次いで、ビーム１３２ａは、一次ミラー１０６によって反射されることができ、同時に、ビーム１３２ｂは、第１の平面ミラー１１４によって反射されることができる。例示および明瞭化の目的のために、一対の光線線（ray lines）が、ビーム１３２ａ−１３２ｄを表すために使用される（図１Ｂも参照されたい）。
【００２４】
一次ミラー１０６から、ビーム１３２ａおよび１３２ｂは、二次ミラー１１２に入射するようにされることができ、この二次ミラーは、ビーム１３２ａおよび１３２ｂを第１の平面ミラー１１４に反射させ、次いで、この第１の平面ミラーは、ビーム１３２ａおよび１３２ｂを第２の平面ミラー１１６に反射させる。第２の平面ミラー１１６（例えば、折り返しミラー）から、ビーム１３２ａおよび１３２ｂは、収束／折り曲げる（converge／fold）ことを生じさせ、ビーム１３２ｃとして反射させることができ、このビームは、三次ミラー１１８に入射させることができる。第２の三次ミラー１１８は、ビームを、例えば、ビーム１３２ｃに関連する信号を受信し、コンピュータシステムおよび／またはディスプレイ（図示せず）に信号を処理するための既知の方法で送信することができるカメラ１２８に反射することができる。代替的には、ボックス１２８は、前記信号を受信するかまたは受信するように構成された１つの検出器または複数の他のセンサを含むサブアセンブリであってもよい。いずれにしても、検出器は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、フォトダイオードアレイ、発光デバイス、または光線に関連する信号を受信および送信することができる他の適切なイメージングセンサなどの望遠鏡のための任意の適切なイメージング検出器またはセンサであることができる。
【００２５】
図１Ａに示すように、光路Ｐ１は、破線で示されるように、カメラ１２８への反射ビーム１３２ｃの経路を（部分的に）規定する。例示のために、ビーム１３２ｃは、図１Ａおよび図１Ｂ（ならびに４Ａおよび４Ｂ）においてカメラ１２８によって直接受信されるように示されているが、ビーム１３２ｃは、例えば、特定の用途並びに使用される検出器およびシステムのタイプに依存して、カメラ１２８によって受信される前に、他のミラーまたは他の装置に向けられることができる。
【００２６】
図１Ａの視野切り替えアセンブリ１０２（通常の非バイパス位置Ｎ）は、第１のダイバータミラー１３４ａおよび第２のダイバータミラー１３４ｂをさらに含む。図示されるように、ダイバータミラー１３４ａおよび１３４ｂは、これらが収容または非アクティブ構成（例えば、図３Ａおよび４Ａ参照）にあるので、図１Ａのビーム１３２ａ−１３２ｃのいずれも受光せず、反射しない。以下にさらに説明するように、一例では、通常の非バイパス位置Ｎにおいて、ダイバータミラー１３４ａ、１３４ｂは、光路Ｐ１をまたぐように位置することができる。すなわち、ダイバータミラー１３４ａおよび１３４ｂは、ビーム１３２ｃ（すなわち、光路Ｐ１）の両側に互いに空間的に配置されることができる（例えば、図４Ａ参照）。
【００２７】
特に図１Ｂを参照すると、視野切り替えアセンブリ１０２は、バイパス位置Ｂにあるように示され、このバイパス位置は、広い視野１３０ｂに適応する。特に、広い視野１３０ｂおよび狭い視野１３０ａ（図１Ａ）は、同じ単一の開口またはウインドウ１０４を通して向けられる。このようにして、対象（object）（図示せず）からの入射ビーム１３２ｄは、単一のウインドウ１０４を通過し、広い視野１３０ｂと関連付けられる。ダイバータミラー１３４ａおよび１３４ｂを収容位置から能動展開位置に再配置すると、ビーム１３２ｄは、第２のダイバータミラー１３４ｂに入射し、第２のダイバータミラー１３４ｂによって反射され、続いて第１のダイバータミラー１３４ａに入射するようにされることができる。第１のダイバータミラー１３４ａは、次に、受光し且つビーム１３２ｄに関連する信号を送信するためのカメラ１２８にビーム１３２ｄを反射する。図示されるように、ダイバータミラー１３４ａは、展開されたまたは能動的な構成（例えば、図３Ｂおよび４Ｂを参照）にあり、それによって、そうでなければ三次ミラー１１８から反射されるであろうビーム１３２ｃ（図１）を遮蔽またはブロックする。従って、ビーム１３２ｄは、破線で示されるように、光路Ｐ２を含むかまたは光路Ｐ２を通って導かれ、この光路Ｐ２は、ダイバータミラー１３４ａおよび１３４ｂが収容位置にある状態の図１Ａの光路Ｐ１とは異なる。
【００２８】
以下にさらに説明するように、視野切り替えアセンブリ１０２が通常の非バイパス位置Ｎ（図１Ａ）からバイパス位置Ｂ（図１Ｂ）に動かされるとき、光路Ｐ１は、（同じ単一のウインドウ１０４から）切り替えアセンブリ１０２によってカメラ１２８に向け直される。加えて、視野切り替えアセンブリ１０２は、（図４Ｂの光路Ｐ２上の９０度のシンボルの対によって示されるような）バイパス位置にあるとき、光路が約１８０度向け直されるように、光路を垂直に平行移動させるように構成される。
【００２９】
図２Ａ−４Ｂは、システム１００の視野切り替えアセンブリ１０２の１つの例示的な実施として、視野切り替えアセンブリ２０２の様々な図を示す（図１Ａおよび１Ｂも参照）。具体的には、図２Ａは正面右等角図、図２Ｂは正面左等角図、図２Ｃは後方右等角図（全てバイパス位置Ｂにおける視野切り替えアセンブリ２０２を示す）。図３Ａは非バイパス位置における視野切り替えアセンブリの左側面図、図３Ｂはバイパス位置における視野切り替えアセンブリの左側面図、図３Ｃはバイパス位置における視野切り替えアセンブリの正面図、図４Ａは非バイパス位置における視野切り替えアセンブリの右側断面図、図４Ｂはバイパス位置における視野切り替えアセンブリの左側断面図である。
【００３０】
視野切り替えアセンブリ２０２は、例えば、反射望遠鏡の一部に取り付けられた支持構造２０４を含むことができる（図２Ａおよび３Ａを参照）。この方法ではて、支持構造２０４は、後述する光学システム１００の反射望遠鏡（例えば、図４Ａを参照）のシャシ２０１または他の支持構造に固定されることができる。視野切り替えアセンブリ２０２は、支持構造２０４に可動的に結合されたマウント２０６を有することができる。一態様では、マウント２０６は、支持構造２０４に、保持ピン２０９（図２Ａ）および方位角カム２５２（azimuth cam）（図２Ｂ、２Ｃ、３Ａ、３Ｂ）のまわりで枢動可能に（pivotally）結合されることができ、この保持ピンおよびカムは、の軸Ａまわりの支持構造体２０４に対する枢動可能な結合を集合的に容易にする（このような枢動運動（pivotal movement）をさらに理解するために、図３Ａ−４Ｂの間のマウント２０６の位置を比較されたい）。保持ピン２０９は、例えば、マウント２０６と支持構造２０４との間の内側レースフランジベアリング装置の一部であることができる。他の適当な結合装置が、前記枢動運動を容易にするために使用されることができる。
【００３１】
支持構造２０４は、マウント２０６のボディセクション２１０から延びる一対の平行なアーム２０８ａおよび２０８ｂを有することができる（例えば、図２Ａおよび図２Ｂ）。ボディセクション２１０は、上部支持領域２１２ａと、対向する下部支持領域２１２ｂと、上部支持領域２１２ａと下部支持領域２１２ｂとの間に形成された一対の平行なサイドパネル２１４ａと２１４ｂとを有することができる。横方向のクロス部材２１６が、サイドパネル２１４ａと２１４ｂとの間に形成され、マウント２０６および取り付けられたミラーの構造安定性を提供する（下記の説明を参照）。図２Ａ−２Ｃに図示しないが、支持構造２０４は、視野切り替えアセンブリ２０２の支持構造２０４の複数の取り付け装置２０７を介してシャシ２０１（図４Ａ）に固定されることができる。これらの取り付け装置２０７は、例えば、サブアセンブリハウジング／フレームをシステム望遠鏡シャシに取り付けるために実装することができるネジ付き留め具、ボルト、位置合わせピン、ネジ付きピン、または他の適切な装置であることができる。
【００３２】
視野切り替えアセンブリ２０２は、非バイパス位置Ｎ（図３Ａおよび４Ａ）とバイパス位置Ｂ（図２Ａ−２Ｃ、３Ｂおよび４Ｂ）との間のマウント２０６の作動を容易にする４バーリンク機構を有することができる。オンボードギアモータ２１８が支持構造２０４に取り付けることができ、いかなる限定も意図しないが、被駆動ギア２２２に回転可能に連結される（interfaced）（例えば、ギア歯、ベルト、プーリなどによって）駆動ギア２２０を有することができる。オンボードギアモータ２１８（例えば、一体型のギアボックスおよび電機子エンコーダを有する電気モータ）は、留め具２１９（図２Ｃ）を用いて支持構造２０４にクランプされることができる。特に、オンボードギアモータ２１８は、切り替えアセンブリ２０２に直接取り付けられることができ、これは、例えば、ギアモータ２１８の内部構成要素に対する衝撃力を低減または最小化する。
【００３３】
駆動ギア２２０は、金属製ピニオンギアであることができ、被駆動ギア２２２は、典型的な方法で駆動ギア２２０と噛み合う、クランプハブを有するプラスチックギアであることができる。ねじりシャフト２２４が、被駆動ギア２２２に固定されることができ、ねじりシャフト２２４の一端で、支持構造２０４の左側部２２６ａのベアリング２２７を介して回転可能に結合され、ねじ２２５または他の保持装置で保持されることができる（図２Ｃ）。ねじりシャフト２２４の他端は、同様に、構造支持体２０４の右側部２２６ｂのベアリング２２７を介して支持構造２０４に回転可能に結合され、同様のネジ２２５で保持される（図２Ａ）。ねじりシャフト２２４は、適切に形作られ、寸法が決められ（例えば、細長いロッド）、かつマウント２０６が作動するときにエネルギを吸収するねじりバネとして作用する金属（またはプラスチック）から成り得る（後述のさらなる議論を参照）。
【００３４】
クランク装置２２８が、被駆動ギア２２２からねじりシャフト２２４の反対側の端部でねじりシャフト２２４（図２Ｂ）を受け取るスロット２２９を介してクランプされる（またはその他の方法で取り付けられる）ことができる。クランク装置２２８は、一対の留め具２３１（例えば、ボルト及びナット、ねじ付きボルト等）によってねじりシャフト２２４にクランプされることができる。この方法では、クランク装置２２８は、シャフト２２４に沿って長手方向に調整可能である。特に、クランク装置２２８は、ねじりシャフト２２４の長さに沿って被駆動ギア２２２から遠位に配置される。この構成では、ねじりシャフト２２４は、回転トルク／力が一端（被駆動ギア２２２）に加えられ、抵抗トルク／力が他端に（クランク装置２２８によって）加えられるねじりばねとして作用することが可能にされる。従って、被駆動クランク装置２２８がその移動停止部（travel stops）２５６に衝突するとき、あるエネルギ量がねじりシャフト２２４によって吸収される。これは、マウント２０６並びに取り付けられたダイバータミラー２３２ａおよび２３２ｂの切り替え持続時間を最小にするために、最大出力能力でのオンボードモータ２１８の動作を容易にする。例えば、オンボードモータ２１８の最大出力の範囲は、１ワットから３ワットの間であり得、切り替え持続時間は、０．７５から２．０秒の間であることができる。
【００３５】
ねじりばねレート（torsional spring rate）は、シャフト２２４の直径によって制御される。ばねレートは、ギアモータ２１８の間欠負荷定格（intermittent load rating）を決定する。無負荷速度で動いているギアモータ電機子の運動エネルギが、電機子角速度がゼロに減速され、トルク仕様を超えないように、巻かれたねじりシャフトポテンシャルエネルギ（wound up torsion shaft potential energy）に等しくなるように、ばねレートは低減される。
【００３６】
ばねリンク２３０が、クランク装置２２８とマウント２０６との間に約２度の回転運動（about two degrees of rotational movement）（図３Ａおよび３Ｂ）で回転可能に結合されることができる。特に、ばねリンク２３０は、一端に、クランク装置２２８のピン２３３ａに回転可能に結合された開口を有することができる。また、ばねリンク２３０の他端は、同様の方法でマウント２０６に回転可能に結合された開口を有することができる。すなわち、マウント２０６は、図３Ａおよび図３Ｂのピン２３３ｂに隣接する回転矢印によって示されるように、ばねリンク２３０の他端の開口を回転可能に受け入れるピン２３３ｂを有することができる。ばねリンク２３０は、硬質または半硬質材料（rigid or semi-rigid material）（例えば、鋼、アルミニウムなどの特定の金属、またはガラス充填プラスチック）から成ることができ、スイッチ（図３Ｂ）の前方に向かう円弧に成形されて、マウント２０６がバイパス位置または非バイパス位置のいずれかにあるときにクランク装置２２８をその移動停止部２５６に対してロックする「ばね効果」を発生するある量のたわみ（deflection）またはコンプライアンス（compliance）を提供することができる。
【００３７】
従って、４バーリンク機構は、駆動ギア２２０、被駆動ギア２２２、ねじりシャフト２２４、クランク装置２２８、及びばねリンク２３０のそれぞれの連結／リンク位置を有することができる。非バイパス位置Ｎ（図３Ａ、マウント２０６が支持構造２０４に対して上方／垂直に配置される）において、図３Ａの駆動ギア２２０に関連する矢印によって示されるように、オンボードギアモータ２１８が作動されて、反時計回りに駆動ギア２２０を回転させることができる。この方法では、オンボードギアモータ２１８は、エレクトロニクスコントローラ（図示せず）によって電気的に制御され、例えば、望遠鏡システム全体の電源（例えば、バッテリ、または他の電源）に電気的に結合された電気モータであることができる。エレクトロニクスコントローラは、人間のオペレータによって、またはエレクトロニクスコントローラにオンボードギアモータ２１８を作動させる（すなわち、いずれかの回転方向に駆動ギア２２０を回転させる）コンピュータシステムによって制御されることができる。従って、駆動ギア２２０の反時計回りの回転（軸Ｍまわりの；図２Ｃを参照）は、（図２Ａ、図３Ａ、および図３Ｂの被駆動ギア２２２に関連する回転矢印によって示されるように）軸Ｄの周りの被駆動ギア２２２の時計回りの回転（図３Ａ）を引き起こす。被駆動ギア２２２のこのような回転は、（ねじりシャフト２２４が被駆動ギア２２２と同心であるため、同様に軸Ｄのまわりに）ねじりシャフト２２４の同様の時計回りの回転を引き起こす。その結果、クランク装置２２８は、軸Ｄの周りに下方に回転して移動され、これは、ばねリンク２３０の下方且つ回転の移動を生じさせ、これは次いで、（平面４バーリンク構成における）軸Ａ（図２Ａ−２Ｃ）周りのマウント２０６の下方回転移動を生じさせる。逆に、視野切り替えアセンブリ２０２がバイパス位置Ｂ（図２Ａ−２Ｃ、３Ｂ、３Ｃ、４Ｂ、マウント２０６は支持構造２０４に対して下方に配置される）にある場合、オンボードギアモータ２１８は時計回りに回転させられ、これは、４バーリンク機構の構成要素を利用して上述と逆の方法で、マウント２０６を非バイパス位置Ｎに上方に回転させる。
【００３８】
図２Ａ−４Ｂを引き続き参照すると、第１のダイバータミラー２３２ａは、上部支持部分２１２ａの周りのマウント２０６に取り付けられるか、またはその他の方法で支持され、第２のダイバータミラー２３２ｂは、下部支持部分２１２ｂの周りのマウント２０６に取り付けられるか、またはその他の方法で支持されることができる。一態様では、第１のダイバータミラー２３２ａは、第１のダイバータミラー２３２ａの裏側の弾性留め具（compliant fasteners）２３４によってマウント２０６に固定されることができる（図２Ａ、２Ｂ、および４Ａ）。弾性留め具２３４は、例えば、合わせ面（mating surfaces）における製造不良（manufacturing imperfections）に対するミラー表面形状の変化を最小にするために、留め具ヘッドとミラーとの間に結合されたコイルばねを備えた適切なミラー留め具であることができる。第２のダイバータミラー２３２ｂは、図３Ａおよび３Ｂの取付装置２３６に関連する回転矢印によって示されるように、第２のダイバータミラー２３２ｂの両側にある取付装置２３６（ショルダーねじ保持ボールベアリング）周りに下部支持部分２１２ｂに枢動可能に結合されることができる。取付装置２３６は、それぞれ、マウント２０６の開口部を通って回転可能に受け入れられ、ミラーのボアまたは他の適切な装着機構を通してミラー２３２ｂに装着されることができる。一例では、各取付装置２３６は、マウント２０６と第２のダイバータミラー２３２ｂとの間の内側レースフランジベアリング装置の一部であることができる。
【００３９】
第１のダイバータミラー２３２ａは、反射面２３８ａを有することができ、第２のダイバータミラー２３２ｂは、反射面２３８ｂを有することができる。第１のダイバータミラー２３２ａは、その反射面２３８ａが第２のダイバータミラー２３２ｂの反射面２３８ｂに光学的に入射するような角度で取り付けられることができる（例えば、ミラーは、それらの反射面に対してほぼ９０度の角度で名目上は取り付けられることができる）。各ミラーは、例えば、アルミニウムからなる光学ミラーまたは高倍率望遠鏡システムで使用される他のミラーなど、任意の適切なミラーであることができる。
【００４０】
ダイナミックシャッタ２４０は、マウント２０６に移動可能に結合されることができ、マウント２０６が非バイパス位置Ｎに動かされるとき、迷光線から反射面２３８ｂを遮蔽するように構成されることができる。ダイナミックシャッタ２４０はまた、マウント２０６をバイパス位置Ｂに動かされるとき、第２のダイバータミラー２３２ｂの反射面２３８ｂを露出するように構成されることもできる。具体的には、ダイナミックシャッタ２４０は、非バイパス位置Ｎにあるとき、反射面２３８ｂを覆う非反射遮蔽パネル２４２を有することができる。そのようなものとして、遮蔽パネル２４２は、第２のダイバータミラー２３２ｂと同一またはそれより大きい表面積をカバーする必要はない（図２Ｃおよび３Ｃを参照）；非バイパス位置に対して迷光を防止するのに十分な大きさにするだけでよい。細長いリンク部材２４４が、マウント２０６が作動するとき、ダイナミックシャッタ２４０の回転運動を容易にするために、マウント２０６とダイナミックシャッタ２４０との間に枢動可能に連結されることができる（図２Ｂ−３Ｂおよび４Ａ）。
【００４１】
より具体的には、細長いリンク部材２４４は、開口部を通るショルダーねじ装置によって（または構造支持２０４の周りのリンク部材２４４の回転運動を保持し容易にする他の適切な装置を介して）構造支持体２０４に枢動可能に結合された開口部を備える第１の端部２４６ａ（図２Ｃおよび４Ａ）を有することができる。これは、図３Ａの第１の端部２４６ａに関連する回転矢印によって示されるように、第１の端部２４６ａの回転を容易にする。細長いリンク部材２４４の第２の端部２４６ｂは、ダイナミックシャッタ２４０から形成された枢動部分２４８に枢動可能に結合されることができる（図２Ｂ、２Ｃ、３Ａ、および３Ｂを参照）。これは、図３Ａの第２の端部２４６ｂに関連する回転矢印によって示されるように、第２の端部２４６ｂの回転を容易にする。枢動部分２４８は、ダイナミックシャッタ２４０と共に形成され、そこから遮蔽パネル２４２の長さに沿った方向に延びることができる。枢動部分２４８は、図３Ａの枢動部分２４８に関連する回転矢印によって示されるように、ダイナミックシャッタ２４０とリンク装置２４４との間の枢動運動を可能にするために、細長いリンク部材２４４の第２の端部２４６ｂ（パンヘッドねじによって保持される）で開口を回転可能に受け入れる円筒状突起を含むことができる。（ダイナミックシャッタ２４０の）枢動部分２４８は、ダイナミックシャッタ２４０を保持し、ダイナミックシャッタ２４０を第２のダイバータミラー２３２ｂに隣接するマウント２０６に枢動可能に結合する取り付け装置２５０（例えば、ショルダーねじ）を受け入れる開口部を有する（図２Ｃ、３Ａ、および３Ｂ）。取り付け装置２５０は、図２Ｃに示すように、取り付け装置２０６の穴を通して固定され、その開口部の周りにピボット部分２４８に回転可能に結合されたショルダーねじ留め具であることができる。
【００４２】
従って、マウント２０６が非バイパス位置Ｎ（図４Ａ）からバイパス位置Ｂ（図４Ｂ）に動かされるとき、細長いリンク部材２４４は、（リンク部材２４４の端部２４６ａ周りに）支持構造２０４に対して下方に回転させられる。これは、リンク部材２４４に対して上方に回転する（ダイナミックシャッタ２４０の）枢動部分２４８への引っ張り力を生じさせ、従って、この枢動部分は、同時に、遮蔽パネル２４２を上方に且つ第２のダイバータミラー２３２ｂの反射面２３８ｂから離れて、回転させて、反射面２３８ｂを光線に当てる。有利には、ダイナミックシャッタ２４０は、遮蔽位置Ｓとミラー露出位置Ｅとの間で自動的に動かされる（例えば、図４Ａおよび４Ｂ）。従って、ダイナミックシャッタ２４０の回転運動は、マウント２０６を作動させ且つ回転させることによって自動的に起こる。
【００４３】
視野切り替えアセンブリ２０２の光学（optics）に目を向けると、非バイパス位置Ｎ（図４Ａ）にあるとき、第１のダイバータミラー２３２ａおよび第２のダイバータミラー２３２ｂは、それらが光路Ｐ１をまたぐように支持されることができる（例えば、図１Ａの議論も参照）。この例では、第１のダイバータミラー２３２ａは、光路Ｐ１の上方に空間的および垂直に位置することができ、第２のダイバータミラー２３２ｂは、光路Ｐ１の下方に空間的および垂直に位置することができる（ただし、ミラーは、光路の任意の側面における任意の三次元配向に関して光路をまたぐことができる）。この「またぐ」構成は、光路の両側に一対のダイバータミラーを持たないシステムに比べて、よりコンパクトな視野切り替え機構を可能にする。従って、ダイバータミラー２３２ａ及び２３２ｂは、光路Ｐ１のビーム（ここには図示されないが、図１Ａを参照）が、第２の平面ミラー１１６から三次ミラー１１８へ、そして最終的にはカメラ１２８（図１Ａ及び４Ａを参照）へ反射されることを可能にする（ミラー１１６及び１１８の両方は、図示目的のために概略的に示され、「空間に（in space）」示されるが、それらは、例えば、精密ミラーを静的に取り付けるのに適した方法で望遠鏡システムに取り付けられる）。従って、図４Ａおよび４Ｂの図の比較において、マウント２０６が（上述のように）下方に回転されるとき、第１のダイバータミラー２３２ａは、光路Ｐ１を規定するビーム内に配置され、ビームの光線をブロックする。同時に、ダイナミックシャッタ２４０は自動的に上方に回転され、それによって、遮蔽パネル２４２を第２のダイバータミラー２３２ｂの反射面２３８ｂから離して移動させて、反射面２３８ｂを非遮蔽にし（uncover）、露出させる。第２のダイバータミラー２３２ｂは、単一のウインドウ１０４に向かって向けられた位置および角度にあり、（例えば、広い視野から）第１のダイバータミラー２３２ａに向かって約９０度上方にビームを反射する。ここから、第１のダイバータミラー２３２ａは、第２のダイバータミラー２３２ｂから第１のダイバータミラー２３２ａに入射するビームの方向に対して約９０度でカメラ１２８にビームを反射する（図４Ｂの「９０度」記号を参照）。従って、この例では、視野切り替えアセンブリ２０２は、バイパス位置Ｂにあるとき、単一のウインドウ１０４を通って（図１Ｂ）、光路を垂直に平行移動させ且つ約１８０度向け直す（方向を変える、リダイレクトする）ように構成されることができる。
【００４４】
一例では、視野切り替えアセンブリ２０２は、左側部２２６ａに関してマウント２０６の左側平行アーム２０８ａにおいてマウント２０６と支持構造２０４との間に結合された方位角カム２５２を有する（図２Ｃ、３Ａ、および３Ｂ）。方位角カム２５２は、調整装置であり、方位角（azimuth）におけるマウント２０６並びにダイバータミラー２３２ａおよび２３２ｂの調整を容易にするように構成される（例示として、図３Ｃの第２のダイバータミラー２３２ｂの方位角調整矢印を参照）。方位角カムはよく知られており、詳細には論じられない。それにもかかわらず、方位角カム２５２は、オペレータが方位角カム２５２を緩めるためのツールを用いることによって調整可能な偏心軸ボディ（off-center axis body）を有することができ、マウント２０６は、方位角カム２５２の周りの所望の方位角に設定することができ、次いで、方位角カム２５２は、使用のためにマウント２０６を準備するために締め付けられる。従って、マウント２０４の軸Ａは、マウント２０４およびそのダイバータミラーの方位角を調整するために、図２Ｃの軸Ｙの破線の中心線によって例示されるように、２方向（ｘおよびｙ方向）に調整されることができる。
【００４５】
同様に、仰角（elevation）カム２５４が、マウント２０６の右側パネル２１４ａに固定され、第２のダイバータミラー２３２ｂの反射面２３８ｂに隣接するマウント２０６の開口部を通して位置決めされることができる（図２Ａ、２Ｂ、および３Ｃ）。第２のダイバータミラー２３２ｂは、第２のダイバータミラー２３２ｂの両側にピン２３６（図２Ａおよび２Ｂ）を取り付けることによって、第２のダイバータミラー２３２ｂの中心軸Ｘ周りに（上述のように）マウント２０６に枢動可能に取り付けられるので、第２のダイバータミラー２３２ｂは第２の反射面２３８ｂの高さを調整するために軸Ｘ（図２Ｂ）の周りに枢動可能である（第２の反射面２３８ｂの破線表面線を示し、ミラーの可能な高さ調整位置を示す、図３Ｂを参照）。仰角カム２５４は、（方位角カムのように）ゆるめて回転することができる偏心軸ボディを有することができ、これは、カム２５４の半径方向表面を反射面２３８ｂに所望の方向（下向きまたは上向き）に接触または付勢させ、これは、第２のダイバータミラー２３２ｂを所望の仰角まで上向きまたは下向きに枢動させる。次いで、仰角カム２５４は、第２のダイバータミラー２３２ｂの位置合わせのためにその所望の位置に締め付けられ、セットされることができる（図２Ａの矢印隣接カム２５４によって示されるように）。ミラー仰角位置は、ばねを使用して、調整カム２５４に対してミラー２３２ｂをプリロードする。
【００４６】
プリロードされた螺旋コイルまたは他のタイプのばねまたはばね様部材（図示せず）が、深溝ラジアルコンタクトベアリング（deep groove radial contact bearings）を用いる組み合わせペア型ベアリング（duplex pair-type
bearing）を形成するようにマウント２０６に対する軸方向プリロード力を生じさせる方法で、マウント２０６と支持構造２０４との間の位置で、方位角カム２５２（図２Ｂ）および保持ピン２０９（図２Ａ）のそれぞれに組み込まれることができる。同様に、同様のプリロードされたヘリカルコイルまたは他の種類のばねまたはばね様部材が、深溝ラジアルコンタクトベアリングを用いる組み合わせペア型ベアリングを形成するようにミラー２３２ｂに対する軸方向プリロード力を生じさせる方法で、マウント２０６と第２のダイバータミラー２３２ｂとの間の側部接合部分（取り付けピン２３６の周囲）に組み込まれることができる。方位角カム２５２を調整して、方位角カム２５２を回転する個々の力に対してバイアス力を発生させる際に、マウント２０６と支持構造２０４との間の回転取り付け接合部分に関連して同様のばねを使用することができる。方位角カムおよび仰角カムのような調整装置は業界で知られており、詳細には説明されないが、方位角カム２５２および仰角カム２５４は、第２のダイバータミラー２３２ｂの図３Ｂおよび３Ｃのボアサイト矢印によって例示されるように、第２のダイバータミラー２３２ｂの方位角および仰角両方の所望の位置へのボアサイト調整のためにオペレータによって調整可能であることが理解されよう。
【００４７】
停止部材２５６は、図２Ａ−３Ｃに示すように、支持構造２０４の壁またはパネルを介して様々な位置の周りで（例えば、開口部を介して）支持構造２０４に取り付けられ得る。停止部材２５６は、バイパス位置Ｂに作動されるとき、マウント２０４に対して停止部として作用するように、支持構造２０４の中心に向かって内側に各々延びることができる。停止部材２５６は、調整のための（すなわち、方位角カム２５２のあらゆる方位角調整を考慮して）調整可能な偏心軸ボディを有することができる。
【００４８】
開示される本発明の実施形態は、本明細書に開示される特定の構造、プロセスステップ、または材料に限定されるものではなく、当業者によって認識されるように、それらの均等物に拡張されることが理解されるべきである。また、本明細書中で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のみに使用され、限定することを意図するものではないことも理解されるべきである。
【００４９】
本明細書を通じて、「一実施形態」又は「実施形態」への言及は、その実施形態に関連して述べられる特定の特徴、構造又は特質が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書中の様々な箇所における「一実施形態における」又は「一実施形態における」という語句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を指しているわけではない。
【００５０】
本明細書で使用されるとき、便宜上、複数のアイテム、構造要素、組成要素、および／または材料が共通のリストに提示されてもよい。しかし、これらのリストは、リストの各部材が個別に別個の固有の部材として識別されるかのように解釈されるべきである。したがって、このようなリストの個々の部材は、反対の指示がない限り共通のグループでの提示のみに基づいて、同じリストの任意の他の部材と実質的に同等であると解釈されるべきではない。加えて、本発明の種々の実施形態および例は、本明細書において、その種々の構成要素の代替物と共に参照されてもよい。かかる実施形態、例および代替形態は、互いの事実上の均等物として解釈されるべきではなく、本発明の別個のかつ自律的な表現とみなされるべきことが理解される。
【００５１】
更に、記載される機能、構造、または特徴は、任意の適切な方法で、１つまたは複数の実施形態において組み合わせることができる。明細書においては、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、長さ、幅、形状などの例などの多くの具体的な詳細が提供される。しかし、当業者であれば、具体的な詳細の１つまたは複数を用いずに、又は、他の方法、部品、材料等を用いて本発明が実施され得ることを認識するであろう。他の例では、本発明の態様を曖昧にすることを避けるため、良く知られた構造、材料又は動作は、図示又は詳述されていない。
【００５２】
前述の例は、１つまたは複数の特定の用途における本発明の原理を例示するものであるが、形態、使用法および実施の詳細の多くの変更が、本発明の能力の行使なしに、本発明の原理および概念から逸脱することなく、行うことができることは、当業者には明らかであろう。従って、本発明は、下記の請求項による場合を除き、限定されることを意図しない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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